四国における土地利用変化に よる気温場への影響

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1 四国における土地利用変化に よる気温場への影響
< RECCA-Kochi > 第4回ヤマセ研究会（弘前大） 四国における土地利用変化に よる気温場への影響 農業環境技術研究所 吉田 龍平 (06年度力石研卒) 2011年9月20日 (火) 高知県大豊町怒田　 2011年8月26日撮影

2 ゴール: 土地利用変化込みの気候変動DSシナリオ作成
①高知県(四国)のTm, Tx, Tn, Sdを規定する地表面パラメータの抽出 　・基礎情報を得る(PIの算出) 　・地表面パラメータの違いによる4物理量推定の不確実性を示す 　・四国全体のPI地域間差を知る ②土地利用変化込みの気候変動DSシナリオ作成 　・環境省S-5-3の20kmRCMsをIC・BC 　・土地利用変化は他グループの結果 or 任意で設定

3 作業流れ JMA-NHM 現在 将来 S-5-3 マルチRCMs IC, BC Model Output PI2 空間分布
現在(MANAL) 今回の内容 未 (今年度中) Yoshida et al. in revision JMA-NHM ゴール 現在 　　将来 大気・土地変化時の 高知県シナリオと適応策 Sd, Ta特性 S-5-3　マルチRCMs

4 地表面パラメータの空間的特徴 –四国を例として-
気温(および下向き短波放射)を決定する 地表面パラメータの空間的特徴 –四国を例として- はじめに 気温と下向き短波は農作物の生育および収量に重要な物理量 TaはSdを主入力とする熱収支の結果が大きく寄与 熱収支式には、アルベド、蒸発効率、粗度、熱容量、熱伝導率といった地表面パラメータが含まれる どのパラメータが、気温(と短波)の決定に本質的なのか？ 重要パラメータの分布に空間的特徴はあるのか？ RECCA-Kochiの目的は、「流域圏ＤＳした気候変化＋高知適応策」 重要パラ抽出は、リモセンの地表面パラ推定や適応策へ貢献 四国を対象とした、地表面が大気場へ与える影響の研究例少 目的 Taを決定する重要地表面パラメータを抽出し、空間分布を議論する

5 ・モデル: 非静力学モデル JMA-NHM (Saito et al, 2006) ・IC、BC: 気象庁メソ客観解析データ(MANAL)
実験設定１ (モデル＋領域) 基本的に、Yoshida, et al., under review の方法を踏襲する ・モデル: 　非静力学モデル JMA-NHM (Saito et al, 2006) ・IC、BC: 気象庁メソ客観解析データ(MANAL) ・領域: 　下図参照 ・期間: 　2010/06/23 – 2010/07/03 (2010 JJA 最平均Ta期間) ・対象パラ: アルベド、蒸発効率、粗度、熱容量、熱伝導率 ・対象物理量: 平均、最高、最低気温、下向き短波 部分凝結あり、KF使用

6 1. 各実験では1つのパラメータのみが表の通りに変化
実験設定2 (地表面パラメータ) アルベド 蒸発効率 粗度 熱伝導率 熱容量 （×106) [m] [W m-1 K-1] [J m-3 K-1] 10-4 0.1 0.2 0.8 1.0 100 2.0 4.2 1. 各実験では1つのパラメータのみが表の通りに変化 2. 他パラメータはGlobal Land Cover Characterization の 土地分布を参考に固定する 3. 四国全体に一様の対象パラメータを与える Such a low elevation area, land surface parameters is changed. This figure shows a land surface parameter settings for sensitivity experiment. Only one parameter is changed for one experiment. Other parameters are fixed as Global Land Cover Characterization dataset.

7 地表面パラメータ設定の例 (アルベド) 四国のみ対象、他はGLCC使用 ※2.5kmなので、 他地域にGLCCを 使用して問題ない

8 結果 CTL runの再現性 地表面パラメータが気温(平均、最高、最低)と 　 下向き短波に与える影響→Parameter impactの導入

9 Tm CTLの再現性 (2010/06/24 – 07/03 平均、四国 9官署 + 42 AMeDAS 平均) AMeDAS NHM
NHM-AMeDAS Tm 24.5 24.7 +0.2 Tx 27.8 27.7 -0.1 Tn 22.0 22.5 +0.5 Sd 140.5 124.9 -15.6 Tm

10 (2010/06/24 – 07/03 平均、四国 9官署 + 42 AMeDAS 平均)
CTLの再現性 (2010/06/24 – 07/03 平均、四国 9官署 + 42 AMeDAS 平均) AMeDAS NHM NHM-AMeDAS Tm 24.5 24.7 +0.2 Tx 27.8 27.7 -0.1 Tn 22.0 22.5 +0.5 Sd 140.5 124.9 -15.6 気温 日射

11 PIの導出 Parameter Impact Parameter Impact (PI) 0.8 アルベド
0.8 例: アルベドの平均気温に対するparameter impact Parameter Impact (PI) 土地利用変化によるパラメータ変化Δparaが既知ならば、次式により「陸面変化による気温変化」を算出可

12 Parameter impactの空間分布 (平均気温)
アルベドの 蒸発効率の ←影響大　　　影響小→ ←影響大　　　影響小→

13 議論 パラメータ間ＰＩの比較とTa, Sdに対する 　　主要パラメータの空間分布→Normalized PIの導入

14 Normalized Parameter Impact
NPIの導出 Normalized Parameter Impact 例: アルベドの平均気温に対するparameter impact Parameter Impact (PI) このままだと、各ＰＩが次元をもち、パラメータ間の大小比較ができない PIがパラメータに対して線形であると仮定すると 次式でPIを無次元化できる これを、（平均、最高、最低気温、下向き短波） / (5地表面パラ)で行う

15 NPI: Tm

16 NPI: Tx

17 NPI: Tn

18 地表面パラメータの空間的特徴 –四国を例として-
気温および下向き短波放射を決定する 地表面パラメータの空間的特徴 –四国を例として- 目的 Taを決定する重要地表面パラメータを抽出し、空間分布を議論する 1. 四国を例として、各パラメータが気温に与える影響を定量化した ・平均気温: 沿岸部ではアルベドと蒸発効率 　 　　　　　　 山間地では熱容量、熱伝導率 ・最高気温: アルベドと蒸発効率 ・最低気温: 熱容量および熱伝導率 2. 陸面パラメータが気温に与える影響には地域差が存在し、 海からの距離、地形、標高で規定されることが明らかになった 3. 今後は、農耕地放棄による陸面パラメータ変化を組み込み、 陸面による気温変化分を議論していく

19 × Parameter Impact 2005 － 1980 農耕地放棄データ (農林業センサス) ∂ Tm / ∂ para
3. 今後は、農耕地放棄による陸面パラメータ変化を組み込み、 陸面による気温変化分を議論していく Parameter Impact 農耕地放棄データ (農林業センサス) 2005 － 1980 × NIAES 大澤氏より ∂ Tm / ∂ para ×　　　　　　　　　　Δ para ＝ ( )間における地表面由来の気温上昇分